[发明专利]一种基于光纤干涉结构表面膜修饰的微压钙离子检测光极

权利要求书

1.一种光纤微压脉动钙离子浓度传感器的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(a)制备三光束干涉结构F-P传感器，

步骤a1、将第一单模光纤一端置于40％的氢氟酸中腐蚀10分钟，经腐蚀后的光纤端面形成凹槽；步骤a2、将洗净后的所述第一单模光纤与第二单模光纤放在熔接机中进行熔接，形成F-P腔；步骤a3、在所述F-P腔一侧放电，使其熔断成球，形成腔长为150μm～200μm、相应壁厚为5μm～10μm的F-P腔；步骤a4、得到光纤将为所需的三光束干涉结构F-P传感器；

(b)制备钙离子选择性光极膜，

步骤b1、对显色离子载体为ETH5294的钙离子选择性光极膜各成分用量如下，5mmol/kgETH5294，10mmol/kgNaTFPB，35mmol/kg钙离子载体，2mg纳米棒，与PVC及DOS或NPOE制成100mg混合物后溶解；步骤b2、所得溶液剧烈晃动0.5h后超声至少0.5h，得到均匀溶液；步骤b3、用稀释喷涂法，将镀膜液喷镀在步骤（ a） 制得的三光束干涉结构F-P传感器的光纤表面，避光挥发0.5h，得到镀有镀膜液的三光束干涉结构F-P传感器；

(c)在三光束干涉结构F-P传感器的光纤端面涂覆光极膜，

将步骤（ b） 制得的钙离子选择性光极膜采用稀释喷涂的方法喷涂于步骤（ b） 制得的镀有镀膜液的三光束干涉结构F-P传感器光纤端面上，完成镀膜，膜厚为1μm-5μm；

所述三光束干涉结构F-P传感器检测的荧光范围为1520-1620nm。

2.根据权利要求1所述的光纤微压脉动钙离子浓度传感器的制备方法，其特征在于，所述单模光纤型号为SFM-28的普通单模光纤，包层直径125um，纤芯直径9um。

3.根据权利要求1所述的光纤微压脉动钙离子浓度传感器的制备方法，其特征在于，所述熔接机为日本Fujikura公司的80S高精度单芯熔接机。

4.一种光纤微压脉动钙离子浓度传感器，其特征在于，所述光纤微压脉动钙离子浓度传感器由权利要求1所述制备方法制备得到，所述光纤微压脉动钙离子浓度传感器包括：

第一单模光纤和第二单模光纤，所述第一单模光纤经过化学腐蚀形成凹槽，所述第一单模光纤与所述第二单模光纤之间通过扩径光锥熔接方式熔接；

在所述第一单模光纤和所述第二单模光纤的熔接处，形成含有F-P腔的球，其中，所述F-P腔的腔长为150μm～200μm，相应的壁厚为5μm～10μm；在靠近所述F-P腔的光纤端面涂覆钙离子光极膜；

当光经过所述F-P腔后，在所述F-P腔内形成三束光，使经过所述F-P腔的光实现三光束干涉。

5.根据权利要求4所述的光纤微压脉动钙离子浓度传感器，其特征在于，所述光纤微压脉动钙离子浓度传感器光谱图为大包络叠小包络形状。

6.一种光纤微压脉动钙离子浓度传感器的测试方法，其特征在于，所述光纤微压脉动钙离子浓度传感器由权利要求1所述制备方法制备得到，所述测试方法包括以下步骤：

步骤1、流量型蠕动泵将储液罐里的液体传送到实验段弹性胶管中；

步骤2、截止阀配合游标试计量阀精确实验段弹性胶管内溶液体积，容积调整机构精确控制实验段弹性胶管内液体浓度；

步骤3、在实验段弹性胶管处放置脉动生成系统，提供一定频率的脉动；

步骤4、进行测试时，将光纤微压脉动钙离子浓度传感器的传感头接入到实验段弹性胶管中进行测量，并在前后用高精度微压压力传感器标定微压变化；

步骤5、得到光纤微压脉动钙离子浓度传感器在不同微压和不同钙离子浓度下的干涉谱。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当外界压力变大时，F-P腔长变短，小包络光谱谱线会发生蓝移；当外界钙离子浓度增加时，荧光光强变强，光谱谱线将会向上尖锐生长。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述光纤微压脉动钙离子浓度传感器的波长对压强在40mmHg～200mmHg范围内具有良好的线性度；所述光纤微压脉动钙离子浓度传感器的光强对钙离子浓度为2mmol/L-3mmol/L范围内具有良好的线性度。